退耕还林对我国东北地区土壤碳截获影响及其持久性研究

东北土壤退化导致大量C排放，高达数千万亩退耕还林实施对土壤碳截获影响及持久性是本研究的目标。利用配对样地法采集占东北造林总面积>70%的杨树、落叶松和红松不同退耕年龄林分及附近对照农田0-20、20-40、40-60和60-80cm样品432份，测定有机、无机碳含量及储量，确定土壤碳变化速率，对比基于异速生长方程获得的生物碳累积速率，量化退耕影响土壤碳截获的重要性。利用物理化学方法区分5种活性不同有机碳组份(颗粒态碳POM;沙和稳定团聚体碳S+C;可溶碳DOC;易分解碳s+c-rSOC;惰性碳rSOC)及2种菌丝结合碳(易提取球囊霉素蛋白GRSP;总GRSP)，并测定上述组份及土壤总NPK、容重、孔隙度及紧实度，确认其在退耕中变化规律及周转周期(年代序列模型法和δC13法),从土壤碳组份变化及土壤肥力持续保证生物量累积两角度评价土壤碳截获持久性。预期成果为退耕还林土壤碳汇定量提供数据支撑。

落叶松人工林：表层土壤变化速率（有机质262.1 g kg-1 yr-1、C:P为438.9 mg g-1 yr-1 、C:K为5.3 mg g-1 yr-1 、而容重为 -3.23 mg cm-3 yr-1）与深层趋势相反；6个指标在0–80-cm 土壤剖面上不同层之间变化速率基本一致（P：-4.10 mg kg-1 yr-1、 pH: -0.0061 unit yr-1、 C:N: 167.1 mg g-1 yr-1、 K:P: 371.5 mg g-1 yr-1、 N:K: -0.242 mg g-1yr-1、 EC: 0.169 μS cm-1 yr-1）。长期疏伐能够提高生物量碳的累积速率6.23 mol C m-2 yr-1 ，同时降低土壤异氧呼吸碳排放0.9 mol C m-2 yr-1（14 %的生物量碳增加量）。无机碳和有机碳随林分发育具有相反的变化趋势。.杨树人工林：30年的农田杨树防护林营建显著提高了1m土壤剖面上的土壤孔隙度 (1.89%)，降低了土壤容重(60 mg cm–3) 与土壤含水量(0.93 %)，并且有增加土壤K、降低土壤P的趋势，但是并没有显著影响1m剖面上土壤N, 总GRSP和易提取GRSP以及SOC含量。.针对红松人工林：与阔叶红松林KF相比，杨桦林PBF趋于把更多的碳固着于慢分解组分中（沙和团聚体组分SA和易氧化组分EO），而更多的N则储存于敏感性组分（颗粒态有机物P和可溶性组分S）。这使得PBF具有1.26倍的土壤碳截获能力，同时具有更加活跃的N供应。考虑到历史上和未来植被变化格局，这些发现对于估计东北地区土壤碳汇变化格局具有基础数据功能。.成果产出：发表SCI—7篇（Forest ecology and management 1篇, Ecology and evolution 1篇, Scientific world Journal 2篇, Plos one 2篇, Environmental Earth Science 1篇)，14篇中文（生态学报3篇、林业科学1篇、应用生态学报1篇、生态学杂志2篇，植物研究6篇和东北林大学报1篇），申请专利4项，参加会议5次（国外1次，国内国际3次，国内1篇），参编美国Nova Publisher、科学出版社专著3部、研究生10人，获评中科院百人计划和省杰出青年称号2人次。